Вышеприведенное превращение невозможно при действии на диоксид серы восстановителем. В этом превращении сера окисляется с +4 до +6, поэтому триоксид серы можно получить только лишь при действии на диоксид серы окислителями. S⁺⁴ - 2e⁻ = S⁺⁶ процесс окисления, сера - восстановитель.
S⁺⁴O₂ + O₂⁰ = S⁺⁶O₃ S⁺⁴ - 2e⁻ = S⁺⁶ | 2 - восстановитель, процесс окисления O₂⁰ +4e⁻ = 2O⁻² | 1 - окислитель, процесс восстановления
2N⁺²O + 2S⁺⁴O₂= N₂⁰+2S⁺⁶O₃ 2N⁺² + 4e⁻ = N₂⁰ | 1 - окислитель, процесс восстановления S⁺⁴ - 2e⁻ = S⁺⁶ | 2 - восстановитель, процесс окисления
Действие восстановителей: S⁺⁴O₂ + C⁰(кокс) = S⁰ + C⁺⁴O₂ S⁺⁴ + 4e⁻ = S⁰ | 1 - окислитель, процесс восстановления C⁰ - 4e⁻ = C⁺⁴ | 1 - восстановитель, процесс окисления
2LiH⁻ + 2S⁺⁴O₂ = Li₂S⁺⁶O₄ + H₂⁺S⁻² H⁻ - 2e⁻ = H⁺ | 1 - восстановитель, процесс окисления S⁺⁴ - 2e⁻ = S⁺⁶ | 1 - восстановитель, процесс окисления S⁺⁴ + 6e⁻ = S⁻² | 1 - окислитель, процесс восстановления
Электролиз идет по уравнению 2Cu(NO3)2 + 2H2O = 2Cu + 4HNO3 + O2. При этом кислород выделяется на аноде, а на катоде выделяется медь. Поскольку на катоде выделился газ, то протекал также электролиз воды по уравнению 2H2O = 2H2 + O2, при этом водород выделяется на катоде, а кислород - на аноде.
Пусть изначально было 100 г раствора. Масса нитрата меди равна 9,4 г, а его количество вещества равно 9,4 г : 188 г/моль = 0,05 моль. Количество вещества выделившегося кислорода равно 0,025 моль.
Пусть разложению подверглось х моль воды. Тогда количество вещества водорода равно х моль, а кислорода - 0,5х моль. По условию, х = 1,5 * (0,025 + 0,5х), отсюда х = 0,15 моль.
Найдем массу конечного раствора. Из исходных 100 г вычтем массу выделившегося кислорода и меди при электролизе раствора нитрата, а также массу разложившейся воды. Масса выделившегося кислорода при электролизе нитрата равна 0,025 моль * 32 г/моль = 0,8 г. Масса выделившейся меди равна 0,05 моль * 64 г/моль = 3,2 г. Масса разложившейся воды равна 0,15 моль * 18 г/моль = 2,7 г. Таким образом, масса раствора равна 100 г - (0,8+3,2+2,7) г = 93,3 г.
Количество вещества азотной кислоты в растворе равно 0,1 моль, а масса ее, соответственно, 0,1 моль * 63 г/моль = 6,3 г. Массовая доля азотной кислоты в растворе равна 6,3 г : 93,3 г = 0,0675 = 6,75%.
